《4.重力势能》优质课教案设计

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4 知道重力势能是物体和地球系统所共有。

过程与方法：进一步渗透科学探究的几个要素。

情感态度与价值观：培养学生勇于探索、勇于发现的品质。教学重点1 重力势能的相对性。

2 对势能为负的理解。教学难点1 理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。

2 理解重力做功与重力势能变化的关系。教学资源教材、图片、PPT教法设计引导式、启发式、探究式、分组讨论教学过程教师活动学生活动设计意图引入：一个约30克鸡蛋从不同高度抛下，对人的伤害有多大

从本章第一节我们已经听说了势能的概念，也知道势能与物体的位置有关。并且大家都知道物体由于被举高而且有的势能叫做重力势能。也就是说水位高就意味着水的重力势能大。可见重力势能是与高度有关的。究竟是什么关系呢？这是我们这节课的研究目的之一。

再问大家一个问题：若在天花板上不同的位置分别挂一个铅球和乒乓球，你从下面走的时候有什么不同的心理感受？

联想到上面的问题，大家可以猜到：重力势能与物体的质量也有关系，并且在其它条件相同的情况下，质量越大的物体，它的重力势能也越大。那么重力势能与物体的质量究竟是什么关系？这也是我们这节课的研究目的之一。

板书：重力势能

那么，我们如何寻找重力势能与物体的质量以及所处位置的关系呢？我们知道：如果我们把某个物体向上举，那么这个物体就获得了重力势能。如果从做功的角度来看的话，在把物体向上举的过程中，我们对物体做了功，物体所受的的重力做了负功。那么我们就尝试从做功的角度来寻找重力势能与物体的质量以及所处位置的关系。

PPT：课本图7.4-1

我们一起来计算这个物体沿竖直方向从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

PPT：课本图7.4-2

我们接着来计算这个物体沿倾斜直线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

PPT：课本图7.4-3

我们最后来计算这个物体沿任意的曲线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

如何计算第三幅中重力所做的功呢？受第二个图的启发，我们可以把曲线分割成若干小段，当分得足够小的时候，我们就可以认为每一段都是直线，这样求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在这个过程中，重力所做的功。

PPT：表达式：

WG=mgΔh1+ mgΔh2+ mgΔh3+…

=mg(Δh1+Δh2+Δh3+…)

=mgh

=mgh1-mgh2

小结：从上面的计算我们可以看出：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的运动路径无关。只要重力做正功，物体的重力势能就减少；只要重力做负功，物体的重力势能就增加。这个结论与物体的运动形式无关，与物体的运动路径也无关。

对比上面的表达式，可以看出：只要重力做正功，mgh这个量就减少，只要重力做负功，mgh这个量就增加。可见，mgh作为一个整体是一个有特殊意义的物理。这个量既与物体的质量有关，也与物体所处位置的高度有关。而这正与我们上面分析的重力势能的基本特征一致。所以我们就把mgh叫做物体的重力势能，通常用字母表示，即：

板书：Ep=mgh